新工科背景下生物工程专业实践教学多元协同模式探索——以浙江万里学院为例

张建，张慧恩，王忠华，贾永红，单科开

（浙江万里学院 生物与环境学院，浙江宁波 315100）

我国高等教育改革正全面展开，在新工科建设中，高校实施CDIO 工程教育理念[1]。在高校专业教学改革过程中，传统培养模式、课程体系、课程内容、教学方法等的更新周期与信息、生物/生命科学等相关领域的知识更迭不协调，传统工科教育模式不能适应新经济和新产业发展的需求，工科教育亟须进行深入变革和全面创新[2-3]。

新工科教育注重学生创新创业能力的培养[4-5]。新工科教育重在培养学生多元化、创新型卓越工程能力，尤其是个人能力、团队能力和全局意识[6]。生物工程类专业肩负着生命科学技术与实际工程应用人才培养的重任，正面临着新的发展机遇和挑战。

1 实践教学现状和不足

1.1 新工科对教学的要求

在生物工程专业应用型人才培养的过程中，实践教学环节是教学重点。实践教学对培养学生综合能力、创新意识尤为重要。生物工程专业学生从大二开始进入企业参观实习，同时在校期间需完成大量的实验、实训教学。教师应对实验、实训教材进行严格把关，尽可能体现出综合实践的特点，在考核过程中重点考核学生实践应用能力，使CDIO 教育理念在实践教学中得以落实到位。

1.2 地方高校实践教学存在的问题

1.2.1 实践教学锻炼不够，毕业实习落实不到位

作为地方高校的浙江万里学院，学校定位是培养行业与产业发展所需的人才，服务地区发展[7-8]。学生除了在学校进行实验、实训锻炼，还需在企业中将理论知识应用于实践。2015 年，有学者对宁波市人才紧缺指数分布进行了分析，对毕业生进行了问卷调查，结果表明：实习时间不够是突出问题[9]。“实习环节时间不足”是很多工科专业在人才培养过程中出现的一大问题，“校企隔阂”又反映了学生综合素质与企业期望差距较大，学生专业课程分数高，但实践能力差，理论知识与实际应用脱节[10]。

在毕业实习实践中，工科专业尤其是生物工程专业的毕业论文普遍存在如下问题：（1）选题不合理，范围较窄，设计性题目少，基础理论课题多；（2）具有工科背景的教师不足，导致学生毕业论文较少获得专业性指导；（3）毕业论文写作的时间有限，与实习实践、考研等时间冲突；（4）过程管理松散，毕业论文写作周期长，指导教师管理松懈，设计质量不高[11]。

1.2.2 实践教学基地偏少

工科专业实习基地相对偏少，学生较少参与工程化实训[12]。很多企业对学生生实习热情度不高，不愿意接纳实习生。如何让企业接纳实习生，同时又能够对企业有一定帮助，一直是学校、企业致力于探索解决的问题。

1.2.3 学校和企业对实践教学认识的契合度低

学生在企业实习，从企业角度，希望一些表现好、踏实肯干的实习生能留下来加入企业。经过实习，企业可充分、客观、综合性地考查实习生，为招聘到满意员工提供参考。从学生角度，在实习实践中应带着问题和目的去学习，以学到技能和锻炼综合能力。但实际情况是企业需求和学生需求的契合度不高。

2 改革措施

2.1 传统教育与个性化教育结合

浙江万里学院生物工程专业在实践教学环节摸索出独特的教学模式，以立德树人为引领，以培养多元化、创新型人才作为宗旨[13]。在人才培养方案设计中，充分体现个性化、全面发展，总结为1 个宗旨：始终以育人为中心，三全育人（全员、全程、全方位育人），理论和实践相结合。2 个发展方向：直接就业(创业)，继续深造。3 个实践培养过程一体化：（1）实习—毕业设计制作—就业一体化模式；（2）竞赛—毕业论文制作—考研一体化模式；（3）创新、创业—毕业设计制作—就业（创业）无缝对接培养模式。生物工程专业在实践教学中，从顶层设计，依托教学平台来完成教学任务，达到预定教学效果，总体设计如图1 所示，针对不同职业规划的学生实施定向培养。

图1 生物工程新工科内涵式培养模式构建示意图

2.2 人才培养方案的改革和创新

传统人才培养方案导致学生知识结构单一，解决工程问题的能力欠缺，尤其是面对复杂工程问题缺乏应对能力和创新性，在多元协同育人方面，教学、科研、产业分离，企业与学校脱钩现象明显[14]。高等教育迫切需要将人才培养供给侧和产业发展需求联系在一起，将企业需求的技术、人力和环境等融入人才培养体系，实现人才培养供给与产业需求在结构层次、技术水平和综合素质上高度契合[15]。

浙江万里学院在生物工程专业人才培养方案改革中，采取分级实训教学模式并进行特色教学。根据当前学生职业规划制定不同的实训实习模块，同时，在课程设置过程中将实训安排在第七学期，一些学分选修实行弹性学习时间。

2.3 教学改革措施

2.3.1 校企联合产学研教育基地建设

生物工程专业人才要具有适应新环境的学习、认识、运用新知识的能力[16]。为凸显人才培养的应用性，在人才培养方案制定过程中，学校与企业共同参与，共同确定人才培养目标，承担、实施实践教学环节，将实践教学摆在重要位置[17]。学校每年将学生分配到实习基地进行实习，根据实习内容来确定毕业论文的选题。在毕业论文写作过程中，生物工程专业落实如下工作。（1）选题把关，学院对毕业论文选题要严把关，要求选题与工科专业紧密联系。（2）加强与企业的合作，选择与企业相关或来源于企业实际生产的题目，企业技术人员作为毕业论文导师参与指导工作。（3）过程指导实行院级督查制度，需要有过程指导记录和检查记录。

近3 年，学院与企业共同合作完成生物工程专业3 届近150 名学生的实习工作，其中有近80 名学生在企业完成毕业设计论文，经过实习锻炼，有近60 名实习生留在生物工程专业相关企业工作（不包括读研）。经过实习—毕业论文制作—就业一体化实践教学后，选择在生物工程领域就业的生物工程专业学生增加。近3 年，通过实践教学改革，学生实习实践教学效果满意度和就业求职服务满意度均高于浙江省平均水平。

2.3.2 实践教学模式的改革

培养学生创新能力主要着眼于引导学生解决实际工程中的复杂问题，尤其是对复杂问题具有认识、分析、解决和总结的能力[18]。学生在企业实习中面对实际问题能主动解决，而且可通过系统的总结形成应用型课题。

通过实习—就业一体化培养，学生带着目的实习，增强了实习的有效性，同时也在实习过程中对企业进行有目的的考察，扩大学生的就业面。实习—就业结合，学生和企业都能从中获益。在实习过程中，引入毕业论文写作，这主要是基于新工科发展的需求。在实施新工科教学改革过程中，引入CDIO 教育理念，以产品“构思、设计、实现、运行”作为培养模式，培养学生独立思考、分析和解决问题的能力。通过实施产教融合、科教结合、校企合作的协同育人机制，构建从理论学习、实践操作到探究式学习的教学环节，实现理论教学与实践教学交叉融合[19]。将毕业论文写作引入企业实习过程，就是把创新创业教育融入工程教育的过程，能够培养学生的创新意识和创造力。

2.3.3 具有工程教育背景教师的引进和培养

教师在人才培养过程中起着主导作用，新工科教育对教师的知识结构、工程经历、教学能力和综合能力等提出了更高的要求。因此，教师除了需要有扎实的理论基础，还须具备解决复杂工程问题的能力。因此，工科教师既要能走上讲台，又要能进入企业，同时，可引进经验丰富的企业工程师传授技术。这就要求学校、企业进行合作和交流，教师、学生与企业的工程师交流，进行产教融合，提升教师的新工科教学意识。因此，生物工程专业教师要主动联系生物工程相关的企业，寻找合作课题，为企业解决实际问题，建立良好的合作关系，为实习基地的构建打下基础。

在实践教学过程中，地方高校可聘请企业工程技术人员兼任实践指导导师，可邀请企业的专家、技术人员举办讲座，让学生对生物工程专业的生产实际有初步的了解。

2.3.4 实践教学反馈，持续改进

在人才培养过程中，实践教学能够促进学生对生物工程专业的深入认识和理解，从而锻炼发现、分析和解决问题的综合能力。生物工程专业每年都会与即将毕业的学生进行座谈交流，学生针对大学四年的教学提出个人意见和建议，专业对人才培养方案进行调整和完善。社会评价是检验学生培养成效的重要指标[20]，为了评价实践教学的效果，还需要对毕业5 年左右的毕业生进行回访和问卷调研，通过这些反馈指导人才培养方案的更新。

3 结束语

本文针对实践教学培养中以学生为中心、突出学生个性化发展、基于产出导向的教育模式（OBE），提出在实践教学过程中践行CDIO 理念，培养适应社会需求的生物工程专业应用型人才。浙江万里学院生物工程专业在新工科建设中不断摸索和改进，取得了一定成效，主要有如下方面：（1）实践教学工作大胆突破，理论—实践融合，科教融合，开展课题式实践实习；（2）实习—毕业论文—就业一体化融合，科研—教学—实践一体化融合；（3）传统教育与新工科教学融合，教育理念与国际接轨，培养多层次人才。随着生物工程专业工程认证工作的不断推进，生物工程专业人才培养应主动适应科技和产业导向的需求，以契合地方经济的发展需求。